胎压监测要求开始生效

你的下一辆新车将配备直接型胎压监测系统(TPMS),该系统由微型数据采集系统和无线数据发射器组成。美国国会也是这么说的。

通过控制工程人员 二零零七年八月二十三日

奥斯汀,得克萨斯州-你的下一辆新车将配备直接型胎压监测系统(TPMS),由微型数据采集系统和无线数据发射器组成。美国国会也是这么说的。的运输召回强化、责任和文件(TREAD)法案这是联邦机动车安全标准(FMVSS)第138号,要求在所有2008年款的乘用车、多用途乘用车、卡车和公共汽车上安装轮胎压力监测系统。这意味着2007年8月31日以后生产的所有新车都必须安装能够在轮胎压力低于单个轮胎标识压力25%或以上时向司机发出警报的设备。

直接安装TPMS给嵌入式系统设计人员带来了严峻的控制挑战。在汽车10年的预期使用寿命中,轮毂组件必须在没有外界帮助的情况下完成工作。它必须重量轻,并且不受极端温度、冲击和振动的影响。

2000年11月1日,国会要求国家公路交通安全管理局美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)要求制定一项规定,要求所有新汽车配备警告系统,在轮胎充气严重不足时向操作员发出警告。为了响应这一要求,NHTSA对当时现有的OEM和售后轻型车轮胎压力监测系统进行了评估。当时,有两类TPMS技术:间接和直接。

间接系统及与汽车的ABS系统一起工作。ABS系统使用轮速传感器来测量四个轮子的转速。当轮胎的压力降低时,滚动半径减小,车轮的转速相应增加。目前大多数间接tpms比较的是每条对角线上的车轮速度之和(即右前轮和左后轮速度之和与左前轮和右后轮速度之和的比较)。将总和的差值除以四个车轮速度的平均值,可以使间接TPMS具有一个与车速无关的比率。

直接系统及使用位于每个车轮上的压力传感器直接测量每个轮胎的压力。这些传感器通过无线射频发射机向中央接收器广播压力数据。然后对数据进行分析,并将结果发送到安装在车内的显示器上。显示器的类型各不相同,从目前大多数车辆配备的简单指示灯,到显示每个轮胎(有时包括备胎)的压力的显示器。因此,直接tpms可以连接到一个显示器,告诉司机哪个轮胎充气不足。

在评估中,NHTSA确定了当时系统制造商正在考虑的现有技术的能力和警告驾驶员的方法。基于这一评估,NHTSA确定了技术上可行的最低系统性能标准,并为驾驶员提供了预防不安全状况的最有用信息。

VRTC测试了四种基于abs的间接tpms。没有一个国家符合《国家传染病预防战略》提出的任何备选方案的所有要求。VRTC认为,由于轮胎直径的减小和压力的降低是非常轻微的,间接tpms需要20%至30%的压力下降才能检测到充气不足。VRTC还得出结论,这些阈值高度依赖于轮胎和装载因素。VRTC还发现,当车辆的所有四个轮胎都同样充气不足时,或者当同一轴上的两个轮胎或车辆同一侧的两个轮胎同样充气不足时,所有测试的间接tpss都无法检测到明显的充气不足。

由于直接tpms实际测量每个轮胎的压力,它们可以检测任何轮胎或任何轮胎组合中的每个轮胎何时充气不足,包括车辆的所有四个轮胎都同样充气不足。直接tpms也可以检测到小的压力损失。一些系统可以检测到小至1psi的压力下降。

通过测试,NHTSA发现,使用传感器直接测量轮胎压力的系统(基于压力传感器的系统)比通过监测轮速推断轮胎压力的系统(基于轮速的系统)能更好地检测轮胎充气不足,具有更一致的警告阈值,并且能更快地提供充气不足警告。

根据这项研究,NHTSA将只接受符合TREAD法案要求的直接TPMS。这意味着该法案涵盖的8月31日之后生产的所有车辆必须配备直接TPMS。

飞思卡尔半导体的

射频发射机工作在315/434 MHz,采用ASK/FSK调制。单元可以有三种加速度计选项:无加速度计、单轴传感器或双轴传感器。

MCU的特点必然包括低功耗和8位架构。低功耗需要提供可接受的电池寿命在10年左右。8位架构在廉价的设备中提供了相对较小的计算需求。此外,该公司的架构规定了512b RAM, 16KB闪存,低频输入,允许在产品使用寿命内升级而无需拆卸轮胎,以及温度传感器。

P-Chip压力传感器可覆盖三个压力范围:小型车辆的低范围(100-450 KPa),中型和全尺寸车辆的标准范围(100-800 KPa),商用卡车和使用高压轮胎的房车的卡车轮胎范围(100-1500 KPa)。

轮毂内TPMS组件必须在单个永不充电的电池上持续工作。要做到这一点,它必须大部分时间处于睡眠模式,定期醒来以报告轮胎压力。它还必须准备好迅速醒来,报告在预定报告之间可能发生的突然压力损失。当然,它的软件必须是健壮的,因为它不会崩溃。

- - - - - -C.G.马西,资深编辑,控制工程